[发明专利]一种基于多源光谱数据融合的牛奶新鲜度检测方法

权利要求书

1.一种基于多源光谱数据融合的牛奶新鲜度检测方法，其特征在于，包括 如下步骤：

步骤一、样品采集：采集同一品种不同日期生产的牛奶样品若干，将其分 成校正集牛奶样品和测试集牛奶样品；

步骤二、酸度值测定：测定校正集牛奶样品和测试集牛奶样品的酸度值， 牛奶样品的酸度值范围为20°T～30°T；

步骤三、光谱采集：采集校正集牛奶样品和测试集牛奶样品的近红外光谱 和拉曼光谱；

步骤四、光谱数据融合：分别对近红外光谱和拉曼光谱进行预处理，并将 预处理后的近红外光谱和拉曼光谱进行数据层融合，得到融合光谱；

步骤五、定量模型建立：建立校正集牛奶样品的酸度值与校正集牛奶样品 的融合光谱的定量模型；

步骤六、定量模型验证：通过步骤四中建立的定量模型预测测试集牛奶样 品的酸度值，并与步骤二中测定的测试集牛奶样品的酸度值比较，要求误差≤ 10％，相关系数≥95％；

步骤七、待测牛奶样品新鲜度分析:采集待测牛奶样品的近红外光谱和拉 曼光谱，采用定量模型预测待测牛奶样品的酸度值；

其中，当酸度值≥25°T时，则判定待测牛奶样品不新鲜；当酸度值＜25° T时，则判定待测牛奶样品新鲜。

2.如权利要求1所述的基于多源光谱数据融合的牛奶新鲜度检测方法，其 特征在于，所述步骤二中的酸度值测定方法如下：吸取10ml牛奶样品注入100ml 三角瓶中，并用20ml中性蒸馏水稀释，再加入0.5％酚酞指示剂0.5ml混匀，采 用0.1mol/L氢氧化钠标准溶液滴定，时时摇动直至微红色在30秒内不消失为 止；

其中，酸度值(°T)＝10*(V1-V0)*C；V1为耗用氢氧化钠标准溶液的体 积，单位为ml；V0为空白试验时耗用氢氧化钠标准溶液的体积，单位为ml；C 为氢氧化钠标准溶液的浓度，单位为mol/L。

3.如权利要求1所述的基于多源光谱数据融合的牛奶新鲜度检测方法，其 特征在于，所述步骤三中近红外光谱的采集条件为：牛奶样品温度20～30℃， 光谱范围1200～1800nm，采集方式为透射，重复采集3次并取其平均值作为该 牛奶样品的近红外光谱。

4.如权利要求1所述的基于多源光谱数据融合的牛奶新鲜度检测方法，其 特征在于，所述步骤三中拉曼光谱的采集条件为：牛奶样品温度40±2℃，光 谱波数范围4000～650cm^-1，采集方式为透射，重复采集3次并取其平均值作为 该牛奶样品的拉曼光谱。

5.如权利要求1所述的基于多源光谱数据融合的牛奶新鲜度检测方法，其 特征在于，所述步骤四中的光谱数据融合方法为：将预处理后的近红外光谱和 拉曼光谱的横坐标首尾相接融合，并共用同一纵坐标，即得到融合光谱。

6.如权利要求1所述的基于多源光谱数据融合的牛奶新鲜度检测方法，其 特征在于，所述步骤四中的近红外光谱预处理采用Savitzky-Golay滤波11点 平滑消除光谱噪声，所述拉曼光谱预处理采用自适应迭代重加权惩罚最小二乘 算法进行基线校正。

7.如权利要求1所述的基于多源光谱数据融合的牛奶新鲜度检测方法，其 特征在于，所述步骤五中建立定量模型采用PLS回归分析方法建立，要求定量 模型的R²≥0.95，RMSECV≤0.01。